JP2007123993A

JP2007123993A - バンドパスフィルタ

Info

Publication number: JP2007123993A
Application number: JP2005309486A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yamamoto; 周一山本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-05-17
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: JP4693587B2

Abstract

【課題】小型かつ通過帯域の低周波側および高周波側の両方に大きな減衰をもつバンドパスフィルタの提供。
【解決手段】第１の共振器は、第１の結合容量に接続され他方端が接地された第１の接地容量と、接地された第２の接地容量と、第２の接地容量に接続され他方端が第１の結合容量と第１の接地容量との接続点に接続された第１のインダクタとを備え、第２の共振器は、第２の結合容量に接続され他方端が接地された第３の接地容量と、接地された第４の接地容量と、第４の接地容量の他方端に接続され他方端が第２の結合容量と第３の接地容量との接続点に接続された第２のインダクタとを備え、結合素子は第１の結合容量と第１のインダクタとの接続点および第２の結合容量と第２のインダクタとの接続点を接続する第３のインダクタと、第２の接地容量と第１のインダクタとの接続点および第４の接地容量と第２のインダクタとの接続点を接続する第３の結合容量とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種通信機器に用いられるバンドパスフィルタに関するものであり、特に、誘電体層が積層された基板にバンドパスフィルタを形成してなる積層型のバンドパスフィルタに関するものである。

従来、携帯電話機等の移動体通信機器等において通過帯域以外の不要な周波数帯の信号を除去するフィルタとして、薄型化や小型化に有利な、複数の誘電体層を積層してなるバンドパスフィルタが用いられている。

バンドパスフィルタは、例えば、通過帯域よりも低周波側の信号を減衰させるものとして、特許文献１に示されるような構造のバンドパスフィルタが提案されている。特許文献１に示される構造のバンドパスフィルタは、誘電体層の中間部分に相互に磁気結合した状態でプリントコイル（インダクタ）が並設されているとともに、誘電体層の両側にシールド電極層が形成され、これらのシールド電極層の一方がプリントコイルと同数に分割され、各分割シールド電極層に対向されて分割シールド電極層との間にそれぞれコンデンサ電極層が形成されており、各プリントコイルの一端と多端がそれぞれ最寄りのコンデンサ電極層と分割シールド電極層に接続されて１つのＬＣ共振回路が構成され、隣り合うＬＣ共振回路同士がプリントコイル間の磁気結合にて結合されているものである。

このバンドパスフィルタによると、シールド電極層によりバンドパスフィルタを構成する内部がシールドされる。そのため、外部からの電磁的影響をあまり受けることがない。また、プリントコイルに対してコンデンサが積層された構成としてあるので小型化が図れる。

しかしながら、上記特許文献１に開示されているバンドパスフィルタは減衰極を有さないので、急激な減衰を得ることができない。これに対して近年、移動体通信機器で使用する周波数の多様化に伴い、特定の周波数帯の信号のみを得ることのできるバンドパスフィルタの要求が高まってきている。このようなバンドパスフィルタを形成するには、通過帯域の高周波側や低周波側において信号を急峻に減衰させる必要がある。

このような要求を満足するバンドパスフィルタの１つとして、図４に示すような回路構成のバンドパスフィルタが提案されている。この図４のバンドパスフィルタは、上記の通過帯域よりも低周波側で減衰が求められるときに用いられるバンドパスフィルタにおいて、通過帯域よりも低周波側に減衰極を形成することで急峻な減衰を得られるようにしたものである。

このバンドパスフィルタは、図４に示すように、入力端子３９に第１の結合容量４１で結合された第１の共振器と、出力端子４０に第２の容量結合４２で結合された第２の共振器とを備え、第１および第２の共振器は互いに磁気結合および容量結合されている。第１の共振器は一端が第１の結合容量４１に接続され他方端が接地された第１の接地容量４４と、一端が第２の接地容量４５に接続され他方端が第１の結合容量４１と第１の接地容量４４との接続点に接続された第１のインダクタ４８とからなり、第２の共振器は一端が第２の結合容量４２に接続され他方端が接地された第３の接地容量４６と、一端が第４の接地容量４７に接続され他方端が第２の結合容量４２と第３の接地容量４６との接続点に接続された第２のインダクタ４９とからなる。第２の接地容量４５と第１のインダクタ４８と、第４の接地容量４７と第２のインダクタ４９とで直列共振回路を形成する。そして、第１の共振器を形成する第１のインダクタ４８と、第２の共振器を形成する第２のインダクタ４９が磁気結合で結合され、第１の結合容量４１と第１の接地容量４４との接続点と第２の結合容量４２と第３の接地容量４６との接続点が第３の結合容量４３で結合されて、並列共振回路を形成する。

これらの並列共振回路と直列共振回路とにより、通過帯域よりも低周波側に共振極を形成し、急峻な減衰を持つものとすることができる。
特開平３−２６２３１３号公報

しかしながら、図４のバンドパスフィルタは高周波側の信号を通す第１〜第３の結合容量４１〜４３が直列に連なっているため、高周波側でインピーダンスが小さくなり、通過帯域よりも高周波側の信号を大きく減衰させることができない。

また、第１〜第３の結合容量４１〜４３が連なっているため、バンドパスフィルタの結合容量を形成する電極同士が近づいてしまうので、信号が入力端子３９から出力端子４０へ個々の結合容量を通らずに信号が漏れてしまい、通過帯域よりも高周波側での信号を大きく減衰させることがさらにできなくなる。

そこで、容量結合を形成する電極同士が重ならないように電極間距離を離す方法があるが、この場合、バンドパスフィルタにおいては、電極間に介在する誘電体層の厚さを厚くすることや、平面面積を大きくして距離を長くすること等の手段が採用されるので、バンドパスフィルタの厚さや平面面積が大きくなってしまう。

一方、第１〜第３の容量結合の４１〜４３において、結合容量を形成する電極は接地電極に対して浮遊容量を持ってしまい、共振周波数の変化など特性を悪化させてしまう。そのため、できるだけ結合容量を形成する電極は接地電極から離す必要があり、この場合、バンドパスフィルタの厚さが厚くなってしまうという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、
通過帯域よりも低周波側で減衰が求められる時に用いられるバンドパスフィルタにおいて、小型で、かつ通過帯域の低周波側および高周波側の両方に大きな減衰を持つバンドパスフィルタを提供することにある。

本発明のバンドパスフィルタは、入力端子に第１の結合容量を介して接続された第１の共振器と、出力端子に第２の結合容量を介して接続された第２の共振器と、前記第１の共振器および前記第２の共振器を接続する結合素子とからなるバンドパスフィルタであって、前記第１の共振器は、一方端が前記第１の結合容量に接続され他方端が接地された第１の接地容量と、一方端が接地された第２の接地容量と、一方端が前記第２の接地容量の他方端に接続され他方端が前記第１の結合容量と前記第１の接地容量との接続点に接続された第１のインダクタとを備え、前記第２の共振器は、一方端が前記第２の結合容量に接続され他方端が接地された第３の接地容量と、一方端が接地された第４の接地容量と、一方端が前記第４の接地容量の他方端に接続され他方端が前記第２の結合容量と前記第３の接地容量との接続点に接続された第２のインダクタとを備え、前記結合素子は前記第１の結合容量と前記第１のインダクタとの接続点および前記第２の結合容量と前記第２のインダクタとの接続点を接続する第３のインダクタと、前記第２の接地容量と前記第１のインダクタとの接続点および前記第４の接地容量と前記第２のインダクタとの接続点を接続する第３の結合容量とを備えることを特徴とするものである。

本発明のバンドパスフィルタは、複数の誘電体層が積層されてなり、上下端に一対の接地電極が対向して形成されている積層基板と、前記誘電体層の層間に形成されて前記第１乃至第３のインダクタを生じる第１乃至第３のインダクタ線路と、前記各接地電極とそれぞれ前記誘電体層を挟んで対向して形成され、前記各接地容量電極との間に前記第１の接地容量および前記第３の接地容量を生じる第１の接地容量電極および第２の接地容量電極と、該第１の接地容量電極および第２の接地容量電極とそれぞれ前記誘電体層を挟んで対向して形成され、前記第１の結合容量および前記第２の結合容量を生じる第１の結合容量電極および第２の結合容量電極と、前記一対の接地電極の少なくとも一方とそれぞれ前記誘電体層を挟んで対向して形成され、前記第２の接地容量および前記第４の接地容量を生じる第３の接地容量電極および第４の接地容量電極と、前記誘電体層を挟んで対向して形成され、前記第３の結合容量を生じる少なくとも一対の結合素子用容量電極とを備えることを特徴とするものである。

本発明のバンドパスフィルタは、上記構成において、前記結合素子用容量電極は、前記第３の接地容量電極および第４の接地容量電極と、該第３の接地容量電極および第４の接地容量電極と前記誘電体層を挟んで対向して形成される第３の結合容量電極と、を備えることを特徴とするものである。

本発明のバンドパスフィルタは、上記構成において、前記第１の接地容量電極および前記第３の接地容量電極と、前記第２の接地容量電極および前記第４の接地容量電極とが互いに異なる前記接地電極にそれぞれ前記誘電体層を挟んで対向して形成されていることを特徴とするものである。

本発明のバンドパスフィルタは、上記構成において、前記第１乃至第３のインダクタ線路が前記第１および第３の接地容量電極と前記第２および第４の接地容量電極との間に位置する前記誘電体層間に形成されていることを特徴とするものである。

本発明のバンドパスフィルタによれば、第１の共振器は、一方端が第１の結合容量に接続され他方端が接地された第１の接地容量と、一方端が接地された第２の接地容量と、一方が第２の接地容量の他方端に接続され他方端が第１の結合容量と第１の接地容量との接続点に接続された第１のインダクタとを備え、第２の共振器は、一方端が第２の結合容量に接続され他方端が接地された第３の接地容量と、一方端が接地された第４の接地容量と、一方端が第４の接地容量の他方端に接続され他方端が第２の結合容量と第３の接地容量との接続点に接続された第２のインダクタとを備え、結合素子は第１の結合容量と第１のインダクタとの接続点と第２の結合容量と第２のインダクタとの接続点を接続する第３のインダクタと、第２の接地容量と第１のインダクタとの接続点および第４の接地容量と第２のインダクタとの接続点を接続する第３の結合容量とを備えることにより、第１の共振器と第２の共振器とが第３のインダクタと第３の容量結合とにより結合され、第３のインダクタと第３の結合容量で並列共振回路が構成される。この並列共振回路は通過帯域よりも低周波側でインピーダンスがほぼ無限大になる。そのため、結合する部分のインピーダンスが無限大になるので、第１の共振器から第２の共振器に流れる通過帯域よりも低周波側の信号量は急激に減衰するので通過帯域よりも低周波側に減衰極が発生する。

また、第１および第２の各共振器において、それぞれ、第１のインダクタおよび第２の接地容量、第２のインダクタおよび第４の接地容量からなる直接共振回路が構成される。この各直列共振回路は、通過帯域よりも低周波側でインピーダンスがほぼゼロになる。そのため、インピーダンスがほぼゼロになる通過帯域より低周波側の信号は接地側に流れる。したがって、通過帯域よりも低周波側の信号が各共振器で急激に減衰するので通過帯域よりも低周波側に減衰極が発生する。

さらに、第１の結合容量と第３の結合容量との間に第１のインダクタ、第２の結合容量と第３の結合容量との間に第２のインダクタが接続されていることにより、高周波の信号が第１および第２のインダクタに阻止されて直接第１の結合容量から第２の結合容量へ通過しないため、通過帯域に対して高周波側でも大きな減衰を持つことができる。

また、結合容量がすべて接地容量と電気的に直接接続されているので、結合容量に発生する浮遊容量を効果的に防止される。そのため、接地容量と結合容量とを近づけて配置することができるので、小型化に有利である。

したがって、小型で、かつ通過帯域の低周波側および高周波側の両方に大きな減衰を持つバンドパスフィルタを提供することができる。

本発明のバンドパスフィルタによれば、上記構成において、複数の誘電体層が積層されてなり、上下端に一対の接地電極が対向して形成されている積層基板と、誘電体層の層間に形成されて第１から第３のインダクタを生じる第１から第３のインダクタ線路と、
各接地電極とそれぞれ誘電体層を挟んで対向して形成され、各接地容量電極との間に第１の接地容量電極および第３の接地容量を生じる第１の接地容量電極および第２の接地容量電極と、第１の接地容量電極および第２の接地容量電極とそれぞれ誘電体層を挟んで対向して形成され、第１の結合容量および第２の結合容量を生じる第１の結合容量電極および第２の結合容量電極と、一対の接地電極の少なくとも一方とそれぞれ誘電体層を挟んで対向して形成され、第２の接地容量および第４の接地容量を生じる第３の接地容量電極および第４の接地容量電極と、誘電体を挟んで対向して形成され、第３の結合容量を生じる少なくとも一対の結合素子用容量電極とを備えることにより、通過帯域よりも低周波側で急峻で大きな減衰を得ることができる。

つまり、第１の共振器と第２の共振器は、第３のインダクタ線路と一対の結合素子用容量電極とにより結合され、第３のインダクタ線路と一対の結合素子用容量電極で並列共振回路が構成される。この並列共振回路は通過帯域よりも低周波側でインピーダンスがほぼ無限大になる。そのため、結合する部分のインピーダンスが無限大になるので、第１の共振器から第２の共振器に流れる通過帯域よりも低周波側の信号量は急激に減衰するので通過帯域よりも低周波側に減衰極が発生する。

また、第１および第２のインダクタ線路と第２および第４の接地容量とからなる直列共振回路が構成される。この直列共振回路は、通過帯域よりも低周波側でインピーダンスがほぼゼロになる。そのため、インピーダンスがほぼゼロになる通過帯域より低周波側の信号は接地側に流れる。そのため、通過帯域よりも低周波側の信号が各共振器で急激に減衰するので通過帯域よりも低周波側に減衰極が発生する。

さらに、第１の結合容量および第２の結合容量を形成する電極の一方が接地容量を形成する第１の接地容量電極および第２の接地容量電極のため、第１および第２の容量結合に浮遊容量が発生しない上に、第１の接地容量電極および第２の接地容量電極が上下端のそれぞれの接地電極と結合するため、第１および第２の結合容量を離すことができる。したがって、結合容量間で信号が漏れることがなくなり、通過帯域よりも高周波側で大きな減衰を持つことができる。

そのため、通過帯域の低周波側および高周波側に急峻な減衰極が形成されたバンドパスフィルタが、積層基板に配設されてなる、良好な特性を備えたバンドパスフィルタ（積層バンドパスフィルタ）を形成することができる。

また、第１の容量結合と第２の容量結合は第３のインダクタ線路を介して接続されるので結合容量が連なることをなくすことができる。そのため、この結合容量の連なりを回避するために、不要に誘電体層を厚くしたり、平面面積を大きくしたりして、必要以上に結合容量を形成する電極同士が重ならないように電極間距離を離す必要がない。したがって、積層バンドパスフィルタとしての小型化に有効なバンドパスフィルタとすることができる。

本発明のバンドパスフィルタによれば、上記構成において、結合素子用電極が、第３の接地容量電極および第４の接地容量電極と、第３の接地容量電極および第４の接地容量電極と誘電体層を挟んで対向して形成される第３の結合容量電極とを備えた場合には、第３の結合容量を形成する電極のうち一方の電極が接地容量を形成する第３の接地容量電極および第４の接地容量電極であるため、第３の結合容量に対して接地容量が生じないので、結合素子用電極を接地電極に近づけて設けたとしても、第３の結合容量に浮遊容量が発生することは効果的に防止される。したがって、バンドパスフィルタの厚さを厚くする必要がなく、より一層低背化できる。

本発明のバンドパスフィルタによれば、上記構成において、第１の接地容量電極および第３の接地容量電極と、第２の接地容量電極および第４の接地容量電極とが互いに異なる接地電極にそれぞれ誘電体層を挟んで対向して形成した場合には、第１の共振器を形成する接地容量電極と第２の共振器を形成する接地容量電極を離すことができるため、共振器同士の結合をより確実に少なくさせることができ、減衰周波数のずれや共振器から共振器への信号の漏れをさらに少なくすることができる。その結果、通過帯域よりも高周波側でさらに大きな減衰を持つことができる。

本発明のバンドパスフィルタによれば、上記構成において、第１から第３のインダクタ線路が第１および第３の接地容量電極と第２および第４の接地容量電極との間に位置する誘電体層間に形成した場合には、誘電体層の積層方向に対して中心付近にインダクタを形成でき、インダクタのＱ値を上げることができるため、通過帯域よりも低周波側にさらに急峻で大きな減衰を持つことができる。

本発明のバンドパスフィルタについて図面を用いて以下に説明する。なお、以下の実施の形態では、ＩＥＥＥ.８０２.１１ｂの周波数に対応したバンドパスフィルタであり、その通過帯域は２．４ＧＨｚから２．５ＧＨｚである。

図１は本発明のバンドパスフィルタの一例を示した回路図である。図１において、入力端子１に第１の結合容量３で結合された第１の共振器と、出力端子２に第２の容量結合４で結合された第２の共振器とが形成されている。第１の共振器は一方端が第１の結合容量３に接続され他方端が接地された第１の接地容量６と、一方端が接地された第２の接地容量７と、一方端が第２の接地容量７の他方端に接続され他方端が第１の容量結合３と第１の接地容量６との接続点に接続された第１のインダクタ１０とからなる。また、第２の共振器は一方端が第２の結合容量４に接続され他方端が接地された第３の接地容量８と、一方端が接地された第４の接地容量９と、一方端が第４の接地容量９の他方端に接続され他方端が第２の結合容量４と第３の接地容量８との接続点に接続された第２のインダクタ１１とからなる。そして、第１および第２の共振器が、第１の結合容量３と第１のインダクタ１０との接続点と第２の結合容量４と第２のインダクタ１１との接続点を接続する第３のインダクタ１２と、第２の接地容量７と第１のインダクタ１０との接続点および第４の接地容量９と第２のインダクタ１１との接続点を接続する第３の結合容量５とで接続されることでバンドパスフィルタが形成されている。

本発明のバンドパスフィルタによれば、例えば図１の回路にすることにより、第１の共振器と第２の共振器とが第３のインダクタ１２と第３の容量結合５とにより結合され、第３のインダクタ１２と第３の結合容量５で並列共振回路が構成される。この並列共振回路は通過帯域よりも低周波側でインピーダンスがほぼ無限大になる。そのため、結合する部分のインピーダンスが無限大になるので、第１の共振器から第２の共振器に流れる通過帯域よりも低周波側の信号量は急激に減衰するので通過帯域よりも低周波側に減衰極が発生する。

また、第１および第２の各共振器において、それぞれ、第１のインダクタ１０および第２の接地容量７、第２のインダクタ１１および第４の接地容量９からなる直接共振回路が構成される。この各直列共振回路は、通過帯域よりも低周波側でインピーダンスがほぼゼロになる。そのため、インピーダンスがほぼゼロになる通過帯域より低周波側の信号は各共振器で接地側に流れる。したがって、通過帯域よりも低周波側の信号は急激に減衰するので通過帯域よりも低周波側に減衰極が発生する。

そして、第１の結合容量３と第３の結合容量５の間に第１のインダクタ１０、第２の結合容量４と第３の結合容量５の間に第２のインダクタ１１が接続されていることにより、高周波の信号が第１・第２のインダクタ１０・１１に阻止されて直接第１の結合容量３から第２の結合容量４へ通過しないため、通過帯域に対して高周波側でも大きな減衰を持つことができる。

また、結合容量がすべて接地容量と電気的に直接接続されているので、結合容量に発生する浮遊容量が効果的に防止することができる。そのため、接地容量と結合容量とを近づけて配置することができるので、小型化に有利である。

なお、通過帯域は、各インダクタのインダクタンスおよび各容量の容量値を調整することにより適宜設定することができる。ここでは、ＩＥＥＥ.８０２.１１ｂの周波数に対応したバンドパスフィルタであり、その通過帯域は２．４ＧＨｚから２．４ＧＨｚである。

図２は、本発明のバンドパスフィルタの実施の形態の一例を示す分解斜視図である。図２において１３〜２０は第１〜第８の誘電体層、２１・２２は第１・第２の接地電極、２３は入力端子、２４は出力端子、２５〜２７は第１〜第３のインダクタ線路、２８・２９は第１・第２の結合容量電極、３１〜３４は第１〜第４の接地容量電極である。また、この例では、第３および第４の接地容量電極３３、３４と、これらに対向する一対の第３の結合容量電極３０ａ、３０ｂとにより結合素子用容量電極が構成されている。

本実施形態において、第４の誘電体層１６および第５の誘電体層１７の層間に形成された第１のインダクタ線路２５により第１のインダクタ１０が形成され、第４の誘電体層１６および第５の誘電体層１７の層間に形成された第２のインダクタ線路２６により第２のインダクタ１１が形成され、第４の誘電体層１６および第５の誘電体層１７の層間に形成された第３のインダクタ線路２７により第３のインダクタ１２が形成される。

また、第５の誘電体層１７および第６の誘電体層１８の層間に形成された第１の結合容量電極２８と第６の誘電体層１８および第７の誘電体層１９の層間に形成された第１の接地容量電極３１により第１の結合容量３が形成され、第３の誘電体層１５および第４の誘電体層１６の層間に形成された第２の結合容量電極２９と第２の誘電体層１４および第３の誘電体層１５の層間に形成された第２の接地容量電極３２により第２の結合容量４が形成される。

また、第６の誘電体層１８および第７の誘電体層１９の層間に形成された第１の接地容量電極３１と第７の誘電体層１９および第８の誘電体層２０の層間に形成された第２の接地電極２２により第１の接地容量６が形成され、第６の誘電体層１８および第７の誘電体層１９の層間に形成された第３の接地容量電極３３と第７の誘電体層１９および第８の誘電体層２０の層間に形成された第２の接地電極２２により第２の接地容量７が形成され、第２の誘電体層１４および第３の誘電体層１５の層間に形成された第２の接地容量電極３２と第１の誘電体層１３および第２の誘電体層１４の層間に形成された第１の接地電極２１により第３の接地容量８が形成され、第２の誘電体層１４および第３の誘電体層１５の層間に形成された第４の接地容量電極３４と第１の誘電体層１３および第２の誘電体層１４の層間に形成された第１の接地電極２１により第４の接地容量９が形成される。

そして、第１のインダク線路２５の一方端が第１の接地容量電極３１に第１のビア導体３５を介して接続され、他方端が、第３の接地容量電極３３と、第３の誘電体層１５および第４の誘電体層１６の層間に形成された第３の結合容量電極３０ａとに第２のビア導体３６を介して接続されることで第１の共振器が形成されている。

また、第２のインダク線路２６の一方端が第２の接地容量電極３２に第３のビア導体３７を介して接続され、他方端が第４の接地容量電極３４と第５の誘電体層１７および第６の誘電体層１８の層間に形成された第３の結合容量電極３０ｂとに第４のビア導体３７を介して接続されることで第２の共振器が形成されている。共振器同士は、第１のインダクタ線路２５と第１のビア導体３５との接続点と、第２のインダクタ２６と第３のビア導体３７との接続点とを第３のインダクタ導体２７を介して接続されるとともに、第４の接地容量電極３４と第３の結合容量電極３０ａにより形成される結合容量と第３の接地容量電極３３と第３の結合容量電極３０ｂにより形成される結合容量とにより第３の結合容量５が形成される。これら第３のインダクタ１２と第３の結合容量５との並列共振により、各共振器は結合されて積層バンドパスフィルタを形成する。

つまり、この図２に示す形態のバンドパスフィルタは、上述した図１の構成のバンドパスフィルタを積層基板に実体化させた積層バンドパスフィルタであるので通過帯域よりも高周波側で急峻で大きな減衰を得ることができる。さらに、第１および第２の容量結合３・４を形成する電極の一方が、接地容量が形成される第１および第３の接地容量電極３１・３２のため、第１および第２の容量結合３・４に浮遊容量が発生しない上に、第１および第２の接地容量電極３１・３２は上下端のそれぞれの接地電極２１・２２と結合されるため、第１および第２の容量結合３・４を離すことができる。したがって、結合容量間で信号が漏れることがなくなり、通過帯域よりも高周波側で大きな減衰を持つことができる。また、結合容量が連なることをなくすことができ、必要以上に結合容量を形成する電極同士が重ならないように電極間距離を離す必要がなく、小型化できる。

また、本発明のバンドパスフィルタは、第３の結合容量５が形成される電極のうち一方の電極が接地容量を形成する第３の接地容量電極接３３および第４の接地容量電極３４である場合には、第３の容量結合５に対して浮遊容量が生じないので、結合素子用電極を接地電極に近づけて設けたとしても、第３の結合容量５に浮遊容量が発生することは効果的に防止される。したがって、バンドパスフィルタの厚さを厚くする必要がなく、より一層低背化できる。

また、本発明のバンドパスフィルタは、第１の接地容量電極３１および第３の接地容量電極３３と、第２の接地容量電極３２および第４の接地容量電極３４とが互いに異なる接地電極にそれぞれ誘電体層を挟んで対向して形成した場合は、第１の共振器を形成する接地容量電極と第２の共振器を形成する接地容量電極を離すことができるため、共振器同士の結合をより確実に少なくさせることができ、共振周波数のずれや共振器から共振器への信号の漏れをされに少なくすることができる。その結果、通過帯域よりも高周波側でさらに大きな減衰を持つことができる。

また、本発明のバンドパスフィルタは、第１〜第３のインダクタ線路２５〜２７が第１および第３の接地容量電極３１・３３と第２および第４の接地容量電極３２・３４との間に位置する誘電体層間に形成した場合には、誘電体層の積層方向に対して中心付近にインダクタを形成でき、インダクタのＱ値を上げることができるため、通過帯域よりも低周波側にさらに急峻で大きな減衰を持つことができる。

なお、図２に記載のバンドパスフィルタは、例えば誘電体層がセラミックスから成る場合、焼成後に各誘電体層となるセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）に所定の孔開け加工を施すとともに、各電極のパターン形状および貫通導体となる貫通孔やグリーンシートの側面等に導体ペーストを塗布し、これらを積層して焼成することによって製作される。あるいは、誘電体層がフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂，ポリイミド樹脂のような樹脂から成る場合、樹脂基板を用い、その表面に被着させた銅箔をエッチングして各電極パターンの形成を行ない、層間接続用の貫通導体を形成して積層プレスすることによって製作される。

また、第１〜８の誘電体層１３〜２０を始めとする誘電体層には、アルミナセラミックス，ムライトセラミックス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機系材料、または四フッ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ），四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂；ＥＴＦＥ），四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦＡ）等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂，ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。

また、第１・第２の接地電極２１・２２、第１〜第３のインダクタ線路２５〜２７、第１・第２の結合容量電極２８・２９、第３の結合容量電極３０ａ・３０ｂ、第１〜第４の接地容量電極３１〜３４には、高周波信号伝送用の金属材料から成る導体層が用いられる。例えば、Ｃｕ層、Ｍｏ−Ｍｎのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｗのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｃｒ−Ｃｕ合金層、Ｃｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｔａ_２Ｎ層上にＮｉ−Ｃｒ合金層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｔｉ層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、またはＮｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの等が用いられ、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成方法やメッキ法等により形成される。その厚みや幅は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。ビア導体３５〜３８は、例えば、誘電体層１３〜２０となるグリーンシートに機械的な打ち抜き加工により貫通孔（ビア）を形成しておき、そのビア内に上記各電極や線路を形成するのと同様な金属層を、同様な手法で充填することにより形成される。

そして、第１〜第８の誘電体層１３〜２０、第１〜第３のインダクタ線路２５〜２７によってインダクタ１０〜１２を調整し、また、第１〜第８の誘電体層１３〜２０、第１・第２の結合容量電極２８・２９、第３の結合容量電極３０ａ・３０ｂによって第１〜第３の結合容量３〜５を調整し、また、第１〜第８の誘電体層１３〜２０、第１〜第４の接地容量電極３１〜３４によって、第１〜第４の接地容量６〜８を調整して、所望の通過帯域や共振周波数を得ることができる。

なお、第１の結合容量電極２８および第２の結合容量電極２９は、それぞれの外周部の一部が入力端子２３、出力端子２４として機能する。そして、これらの入力端子２３および出力端子２４が他の部品や電極と接続されて通信機器を構成する。このようにして、通信機器はバンドパスフィルタを有することで所定の周波数の信号のみを送受信することができる。

図３は図２の本発明の積層ハンドパスフィルタの周波数特性を示すグラフである。図３においては、横軸は周波数（単位：GHz）を、縦軸は信号通過量S２１（単位：dB）を表し、太線の特性曲線は本発明のバンドパスフィルタの周波数特性を、実線の周波数特性は従来のバンドパスフィルタの周波数特性を示している。図３より、本発明のバンドパスフィルタによれば、通過帯域に対して高周波側で大きな減衰を持つことが分かる。

なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。たとえば、バンドパスフィルタにおいて、第１〜８の誘電体層１３〜２０に高誘電率材料を用いたり、磁性体を混ぜたりすることにより、さらなる小型化が可能となる。また、今回は共振器の第１のインダクタ線路２５と第２のインダクタ線路２６を第３のインダクタ線路２７を介して接続したが、磁気結合させて結合させても同じ効果をもつ。また、第３の結合容量５を２つの結合容量を並列に組み合わせて構成したが、２つの結合容量を直列につないだりして、結合容量を得てもよい。また、インダクタ線路と電極をビア導体以外の手段で上下接続することもよい。

また、積層バンドパスフィルタの使用されるシステムをＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）やＤＣＳ（Digital Cellular System）などとしてもよい。

本発明のバンドパスフィルタについて実施の形態の例を示す回路図である。図１のバンドパスフィルタの分解斜視図である。図2のバンドパスフィルタの周波数特性および従来のバンドパスフィルタの周波数特性を示すグラフである。従来のバンドパスフィルタの等価回路図である。

符号の説明

１・２３：入力端子
２・２４：出力端子
３：第１の接合容量
４：第２の接合容量
５：第３の接合容量
６：第１の接地容量
７：第２の接地容量
８：第３の接地容量
９：第４の接地容量
１０：第１のインダクタ
１１：第２のインダクタ
１２：第３のインダクタ
１３〜２０：第１〜第８の誘電体層
２１・２２：第１・第２の接地電極
２５〜２７：第１〜第３のインダクタ線路
２８・２９：第１・第２の結合容量電極
３０ａ・３０ｂ：第３の結合容量電極
３１〜３４：第１〜第４の接地容量電極
３５〜３８：第１〜第４のビア導体

Claims

入力端子に第１の結合容量を介して接続された第１の共振器と、出力端子に第２の結合容量を介して接続された第２の共振器と、前記第１の共振器および前記第２の共振器を接続する結合素子とからなるバンドパスフィルタであって、前記第１の共振器は、一方端が前記第１の結合容量に接続され他方端が接地された第１の接地容量と、一方端が接地された第２の接地容量と、一方端が前記第２の接地容量の他方端に接続され他方端が前記第１の結合容量と前記第１の接地容量との接続点に接続された第１のインダクタとを備え、前記第２の共振器は、一方端が前記第２の結合容量に接続され他方端が接地された第３の接地容量と、一方端が接地された第４の接地容量と、一方端が前記第４の接地容量の他方端に接続され他方端が前記第２の結合容量と前記第３の接地容量との接続点に接続された第２のインダクタとを備え、前記結合素子は前記第１の結合容量と前記第１のインダクタとの接続点および前記第２の結合容量と前記第２のインダクタとの接続点を接続する第３のインダクタと、前記第２の接地容量と前記第１のインダクタとの接続点および前記第４の接地容量と前記第２のインダクタとの接続点を接続する第３の結合容量とを備えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
複数の誘電体層が積層されてなり、上下端に一対の接地電極が対向して形成されている積層基板と、前記誘電体層の層間に形成されて前記第１乃至第３のインダクタを生じる第１乃至第３のインダクタ線路と、前記各接地電極とそれぞれ前記誘電体層を挟んで対向して形成され、前記各接地容量電極との間に前記第１の接地容量および前記第３の接地容量を生じる第１の接地容量電極および第２の接地容量電極と、該第１の接地容量電極および第２の接地容量電極とそれぞれ前記誘電体層を挟んで対向して形成され、前記第１の結合容量および前記第２の結合容量を生じる第１の結合容量電極および第２の結合容量電極と、前記一対の接地電極の少なくとも一方とそれぞれ前記誘電体層を挟んで対向して形成され、前記第２の接地容量および前記第４の接地容量を生じる第３の接地容量電極および第４の接地容量電極と、前記誘電体層を挟んで対向して形成され、前記第３の結合容量を生じる少なくとも一対の結合素子用容量電極とを備えることを特徴とする請求項１記載のバンドパスフィルタ。
前記結合素子用容量電極は、前記第３の接地容量電極および第４の接地容量電極と、該第３の接地容量電極および第４の接地容量電極と前記誘電体層を挟んで対向して形成される第３の結合容量電極と、を備えることを特徴とする請求項２記載のバンドパスフィルタ。
前記第１の接地容量電極および前記第３の接地容量電極と、前記第２の接地容量電極および前記第４の接地容量電極とが互いに異なる前記接地電極にそれぞれ前記誘電体層を挟んで対向して形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３記載のバンドパスフィルタ。
前記第１乃至第３のインダクタ線路が前記第１および第３の接地容量電極と前記第２および第４の接地容量電極との間に位置する前記誘電体層間に形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のバンドパスフィルタ。